Wepfer

Větrné elektrárny nízko nad zemí

Popularita využití větrné energie pro výrobu elektrické energie s nízkou uhlíkovou stopou neustále roste a vede k instalaci stále větších a větších větrných turbín. Navzdory zvyklostem se jedna malá firma ve Švýcarsku rozhodla zkusit to jinak – produkovat větrnou energii v klidnějších, přízemních výškách.

Souhrn

WEPFER TECHNICS AG

Sídlo: Andelfingen nedaleko Curychu, Švýcarsko

Založena: Hans Wepfer založil svou vlastní firmu v roce 1991 (Wepfer Technics vznikla v roce 2002)

Obchodní obory: prodej zemědělských zařízení, vývoj a výroba zemědělských a průmyslových zařízení, výroba větrných turbín

Zaměstnanci: 11

www.wepfer-technics.ch

Příbuzné odkazy

Wepfer

Obchodní kontakty

Pierre Rosa, Pierre.Rosa@skf.com

Větrná energetika je nejúčinnějším způsobem výroby elektřiny s velmi nízkou uhlíkovou stopou. Dosavadním trendem je zvětšování větrných turbín. Švýcar Hans Wepfer, myslitel a notorický vynálezce, však vyvinul malou a efektivní jednotku, která se snadno vejde mezi obytné domy nebo budovy v průmyslových zónách.

Na základě své vynalézavosti vybudoval Wepfer v Andelfingenu nedaleko Curychu svoji firmu Wepfer Technics. Vyvinul žací stroje, stroje pro sběr plodů rakytníku anebo stroje pro sražení vnitřní i vnější hrany potrubí v jednom pracovním postupu.

„Někdo k nám přijde a říká, že potřebuje něco, co neexistuje,“ vysvětluje, „a my to pro něj vymyslíme.“ Na své jméno má registrováno několik patentů a některé z jeho výrobků jsou distribuovány po celém světě.

Jeho nápad na větrnou turbínu vychází z pochopení funkce leteckých vrtulí. Wepfer má pilotní průkaz a pokud něco používá, musí porozumět tomu, jak to funguje. „Jsem zcela mechanický muž,“ žertuje.

Vzhledem k potřebě energetických zdrojů s nízkými uhlíkovými emisemi se tedy zdálo jasné, že k vývoji větrné turbíny může využít svou znalost vrtulí. Ale aby byl návrh výrobku úspěšný, musel rozvinout své odborné znalosti. Dokonce si sám zhotovil vybavení pro výrobu dílů.

Jeho výzkum jej ale vedl opačným směrem, než se ubírá současný průmysl větrných turbín. „Musíte přehodnotit všechno, co děláte. A někdy vás váš výzkum zavede od známého k neznámému,“ vysvětluje.

Jiní výrobci vyvíjí stále větší celky, kde větrné elektrárny mají i 60 metrů dlouhé listy, 140 metrů vysoké stožáry a výkon až sedm megawattů. Wepferův prototyp turbíny má však výkon pouhých 83 kW a jeho sedmimetrové listy jsou jen 16 metrů nad zemí. V průmyslovém areálu v nedalekém městě Schaffhausen stojí na jedné nosné konstrukci jeho sestava tří turbín o celkovém výkonu 250 kW. Provozuje ji místní elektrárenská společnost EKS, která ji na počest vynálezce označuje jako „Windmill3 Hans“.

Tyto tři turbíny se nad budovami společně natáčí tak, aby byly stále proti větru. Jsou ale tak tiché, že neruší pracovníky okolních firem. Skutečně, předchozí prototyp stál pouhých 30 metrů od okna Wepferovy ložnice. „Jednou v noci,“ vzpomíná, „jsem musel vstát a podívat se, jestli ještě pracuje. Neslyšel jsem ji.“

Základem jeho větrné elektrárny je inovativní provedení rotoru. Jeho šest listů je mnohem širších a plošších, než je to běžné u konvenčních třílistých jednotek. Se šesti listy je rychlost na hrotu rotoru poloviční ve srovnání s třílistým rotorem podobné velikosti. To má podle Wepfera několik výhod, z nichž jednou je absence hluku. Jejích 45 decibelů odpovídá hladině hluku tichého rozhovoru.

Její tichý chod je jedním z důvodů, proč si Wepfer myslí, že bude snadné získat povolení. Očekává, že jeho jednotky mohou pracovat v obcích nebo v průmyslových zónách, protože výrazně nepřevyšují okolí. To umožní rozvoj decentralizované výroby elektřiny, minimalizaci přenosových ztrát a snížení zatížení rozvodné sítě.

Velké, ploché listy rotoru jsou neškodné pro ptáky a netopýry. Podle Wepfera vidí ptáci rotory jako velké disky a nepřiblíží se k nim. Zatím nebyla zaznamenána žádná mrtvá zvířata, která by se s prototypem srazila. Ale EKS porovnává počty ptáků a netopýrů před a po instalaci, protože by mohlo dojít k tomu, že se teď budou prostě oblasti s těmito velkými „disky“ vyhýbat úplně.

Asi největšího výhodou je ale účinnost nové konstrukce. „Zatímco konvenční větrné elektrárny potřebují k výrobě elektřiny rychlost větru 3-3,5 metru za sekundu, my můžeme začít už při rychlosti větru 1,5 metru za sekundu,“ říká Wepfer. „Kromě toho není nutné větrnou elektrárnu odstavovat v případě bouře. Pouze nastavíme naklopení listů, abychom zachovali plánovanou úroveň generovaného výkonu.“

Vývoj takové inovativní konstrukce neproběhl úplně hladce. Největší problémy nastaly, když prototypu upadl list rotoru a nejrůznější aspekty projektu musely být přepočítány. V nejnovější verzi byly problémy vyřešeny – původní hliníkové a ocelové listy nahradily polymerové listy vyztužené uhlíkovými vlákny, větším hlavním hřídelem a přepracovaným řídícím mechanismem naklopení listů.

Nyní se Wepfer připravuje na sériovou výrobu. Prototyp byl relativně drahý, s velkým podílem ruční práce. Sériová výroba přinese efektivnější výrobu a šetrnější použití materiálů. „V prototypu jsme použili 60 tun oceli, díky nové konstrukci nosné části spotřebu oceli určitě snížíme,“ říká Wepfer. Některé části budou muset být dodávány externě, protože Wepfer nemá dostatečnou kapacitu svých vlastních dílen.

A zájem je veliký: „Přichází poptávky a návštěvy z celého světa – dokonce i z Číny a Severní Koreje,“ říká Wepfer. „Nabídku našich výrobků plánujeme rozšířit.“

Turbíny budou k dispozici jako jednotlivé jednotky, nebo jako dvě, tři nebo dokonce čtyři na jedné konstrukci. K dispozici bude menší a větší verze, ale Wepfer se domnívá, že s velikostí začne konstrukce ztrácet své výhody.

„Toto je milník v mé kariéře vynálezce,“ říká. „Pro nás je to relativně velký projekt. A je docela odlišný od všeho, co je dnes v nabídce. Věřím, že je to důležitý vynález.“

Jak je možné očekávat, Hans Wepfer zde nekončí. „Navedlo mě to na další nápady na nové produkty,“ říká. „Zatím ale nemohu prozradit, o co se jedná.“

Základní díly
SKF dodává do nového typu Wepferovy větrné turbíny tři hlavní díly. Celá konstrukce se pootáčí na ložisku pro otoče SKF s 2,5 m velkým ozubeným kolem. Hřídel turbíny je uložen na obou koncích v sou­­dečkovém ložisku a tělesu SKF a hydraulický naklápěcí mechanismus je vybaven dvěma kuličkovými ložisky s kosoúhlým stykem.

Montáž Wepferovy turbíny v závodě ve švýcarském Andelfingenu.Stáhněte si app Evolution do IPadu a prohlédněte si snímky z Wepfer.Listy Wepferovy turbíny jsou mnohem širší a více ploché než u konvenční konstrukce rotoru.Hřídel turbíny je na obou koncích uložen v soudečkových ložiskách a tělesech SKF.Hans Wepfer, zakladatel a majitel společnosti Wepfer Technics AG.

Související obsah